In 1983 publiceerden R.P. Turco, O.B. Toon, T.P. Ackerman, J.B. Pollack, en Carl Sagan (aangeduid als TTAPS) een artikel getiteld “Global Atmospheric Consequences of Nuclear War”, dat de basis vormt waarop de nucleaire wintertheorie is gebaseerd.
De theorie stelt dat kernexplosies vuurstormen zullen veroorzaken boven vele steden en bossen binnen hun bereik. Grote rookpluimen, roet en stof zouden door deze branden de lucht in worden gestuurd en door hun eigen verhitting naar grote hoogten worden getild, waar zij wekenlang zouden kunnen ronddrijven alvorens terug te vallen of uit de atmosfeer op de grond te worden gespoeld. Enkele honderden miljoenen tonnen van deze rook en roet zouden door sterke westen-oostenwinden worden meegevoerd totdat zij een uniforme gordel van deeltjes zouden vormen die het noordelijk halfrond omcirkelt.
Deze dikke zwarte wolken zouden voor een periode zo lang als enkele weken al het zonlicht kunnen blokkeren, op een fractie na. De omstandigheden van halfduisternis, dodelijke vorst en temperaturen onder het vriespunt, gecombineerd met hoge doses straling van nucleaire fall-out, zouden de fotosynthese van planten onderbreken en zo een groot deel van de vegetatie en het dierenleven op aarde kunnen vernietigen. De extreme koude, de hoge stralingsniveaus en de wijdverspreide vernietiging van de industriële, medische en transportinfrastructuur samen met de voedselvoorraden en gewassen zouden een massale dodentol veroorzaken door verhongering, blootstelling en ziekte.
Het is niet zeker dat een kernoorlog een nucleair wintereffect zou veroorzaken. Het blijft echter een mogelijkheid en de TTAPS studie concludeerde: “…de mogelijkheid van het uitsterven van Homo Sapiens kan niet worden uitgesloten.”